變壓器溫度顯示儀檢測設(shè)備的設(shè)計(jì)

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(廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局，廣西 南寧 530031)

變壓器溫度顯示儀檢測設(shè)備的設(shè)計(jì)

黃遠(yuǎn)飛，徐開仁

(廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司南寧供電局，廣西 南寧 530031)

設(shè)計(jì)一種變壓器溫度顯示儀檢測設(shè)備，主要通過數(shù)控精密電阻源實(shí)現(xiàn)，選擇使用繼電器網(wǎng)絡(luò)切換精密電阻結(jié)構(gòu)電路，提出繼電器觸點(diǎn)及精密電阻初始誤差解決方法，實(shí)現(xiàn)變壓器溫度顯示儀溫度信號(hào)的智能輸入，能廣泛應(yīng)用于變壓器溫度顯示儀現(xiàn)場調(diào)校及故障檢測。

精密電阻；溫度；故障檢測

1 引言

在電力系統(tǒng)中,電力變壓器是系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一,電力變壓器運(yùn)行的可靠性直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全、高效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行,也是打造堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)的重要保證。變壓器油面溫度及繞組溫度反應(yīng)了電力變壓器運(yùn)行的健康狀態(tài)，電力變壓器故障率大小與變壓器的工作溫度密切相關(guān)，在變電站無人值班工作中，監(jiān)控中心需對(duì)遠(yuǎn)方變電站的變壓器油溫、繞溫重要數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視。變壓器溫度顯示儀是連接變壓器本體溫度表與變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)之間的溫度數(shù)據(jù)處理設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)變壓器溫度數(shù)據(jù)采集中起到至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

為了實(shí)現(xiàn)變壓器溫度顯示儀現(xiàn)場調(diào)校及故障檢測，本次針對(duì)杭州華立儀表有限公司XMT-288F(C)系列數(shù)顯溫控儀設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，檢測溫度范圍為0～150℃，具有0.1℃精度，誤差不大于0.3℃，按電力變壓器運(yùn)行規(guī)程要求，變壓器投入運(yùn)行后現(xiàn)場溫度計(jì)指示的溫度、溫度顯示儀、監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)顯示溫度三者基本保持一致，誤差一般不超過5℃，變壓器溫度顯示檢測設(shè)備能夠廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)變壓器溫度顯示儀故障檢測。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的變壓器溫度控制儀檢測設(shè)備主要由鍵盤裝置輸入、MCU控制器、信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、繼電器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、超高精度電阻網(wǎng)絡(luò)、非線性電阻補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)組成。利用熱電阻分度表對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行理論調(diào)節(jié)輸出精密電阻大小來檢測變壓器溫度顯示儀是否故障。原理框圖如圖1所示。

2.2 電阻網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

本文采用二進(jìn)制組合的方式由繼電器網(wǎng)絡(luò)對(duì)精密電阻網(wǎng)路進(jìn)行切換實(shí)現(xiàn)，如圖2所示。電阻網(wǎng)路由超高精度電阻網(wǎng)絡(luò)、非線性電阻補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)組成，繼電器網(wǎng)路由第一繼電器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、第二繼電器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)組成；超高精度電阻網(wǎng)絡(luò)由n個(gè)電阻串聯(lián)而成，第一繼電器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)由n個(gè)繼電器開關(guān)組成，n個(gè)所述繼電器開關(guān)中的每個(gè)繼電器開關(guān)與n個(gè)所述電阻中的每個(gè)電阻一一對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接；非線性電阻補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)由m個(gè)補(bǔ)償電阻組成，m個(gè)所述補(bǔ)償電阻串聯(lián)而成,第二繼電器開關(guān)網(wǎng)絡(luò)由m個(gè)補(bǔ)償繼電器開關(guān)組成，m個(gè)所述補(bǔ)償繼電器開關(guān)中的每個(gè)補(bǔ)償繼電器開關(guān)與m個(gè)所述補(bǔ)償電阻中的每個(gè)補(bǔ)償電阻一一對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接，其中m、n取整數(shù)，RR、R和m、n的取值由輸出精度需要決定，對(duì)應(yīng)用于輸出第一級(jí)電阻RAB和輸出第二級(jí)電阻RCD，檢測設(shè)備的電阻源由RAD輸出。本文設(shè)計(jì)n和m的取值分別為12、4，R和RR取值分別為0.05Ω、0.01Ω。

圖1 檢測設(shè)備原理框圖

圖2 電阻網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)圖

超高精度電阻網(wǎng)絡(luò)由n個(gè)電阻S1,S2,S3,……,S(n-2),S(n-1),S(n)組成，在MCU控制器的控制下，通過第一組繼電器控制編碼實(shí)現(xiàn)不同電阻的切換，如下所示：

則：

RAB=R1·S1+R2·S2+R3·S3+…+R(n)·S(n)

=20·R·S1+21·R·S2+22·R·S3+…+2(n-1)·R·S(n)

=(20·S(1)+21·S(2)+22·S(3)+…+2(n-1)·S(n))·R

可見，第一級(jí)電阻RAB可輸出2n個(gè)不同的電阻值，n個(gè)所述超精度電阻的每個(gè)電阻阻值以Rn=2(n-1)·R步進(jìn)增加，各電阻的步進(jìn)為R。

非線性電阻補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)由m個(gè)電阻RR1,RR2,RR3,……,RR(m-1),RR(m)組成，其中R1=20·RR，R2=21·RR，R3=22·RR，……，Rn=2(m-1)·RR，RR和m由輸出精度需要決定。在MCU控制器的控制下，通過第一組繼電器控制編碼實(shí)現(xiàn)不同電阻的切換，用于對(duì)第一級(jí)電阻輸出的非線性補(bǔ)償修正，其阻值范圍為[0,(RR1+RR2+RR3+…+RR(m))]。

RCD可輸出2m個(gè)不同的電阻值，m個(gè)所述補(bǔ)償電阻的每個(gè)補(bǔ)償電阻的阻值以Rn=2(m-1)·RR步進(jìn)增加，各電阻的步進(jìn)為RR。

2.3 誤差分析

3 測試數(shù)據(jù)及分析

3.1 測試方法

按照?qǐng)D3進(jìn)行接線，首先使檢測設(shè)備設(shè)置溫度為0℃，調(diào)整“顯示零點(diǎn)”電位器，使型號(hào)為XMT-288FG溫度顯示儀顯示為對(duì)應(yīng)的00.0℃；再調(diào)整檢測設(shè)備設(shè)置溫度為100Ω℃，調(diào)整“顯示量程”電位器，使顯示為對(duì)應(yīng)的100.0℃。上述調(diào)試重復(fù)進(jìn)行，直到下限值和上限值的誤差最小為止。

本次采用檢測儀器與被檢設(shè)備對(duì)比測試，將變壓器溫度顯示儀測量范圍調(diào)準(zhǔn)后，一般選擇包括上、下限值在內(nèi)的三十個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，測量各測量點(diǎn)的顯示誤差，其基本誤差不超過儀表規(guī)定的基本誤差限。

3.2 測試記錄數(shù)據(jù)(表1)3.3 數(shù)據(jù)分析

通過表1數(shù)據(jù)可以看出，檢測儀器與變壓器溫度顯示儀顯示基本完全一致，能滿足溫度檢測要求，誤差不大于0.3℃，能夠應(yīng)用于變壓器溫度顯示益故障檢測及調(diào)校工作。

圖3 檢測設(shè)備與被檢設(shè)備接線圖

4 結(jié)束語

本設(shè)計(jì)開發(fā)一種變壓器溫度顯示儀檢測設(shè)備，根據(jù)變壓器溫度表電阻輸出特性，具有設(shè)計(jì)原理簡單，精度滿足現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用需求，利用檢測設(shè)備對(duì)溫度數(shù)字顯示控制儀器進(jìn)行智能輸入，通過輸出的監(jiān)視及顯示，簡單快捷判斷變壓器溫度顯示儀是否故障，能廣泛應(yīng)用于變壓器溫度顯示儀現(xiàn)場調(diào)校及檢測。

DesignofDetectionEquipmentofTransformerTemperatureDisplayInstrument

HUANGYuan-fei,XUKai-ren

(Nanning Power Supply Bureau,Guangxi Electric Network Co.,Ltd.,Nanning 530031,China)

The design of a transformer temperature display the instrument testing equipment,which mainly through CNC precision resistance source,choosing to use the relay network switching precision resistor structure circuit,the relay contacts and precision resistance initial error solution,the transformer temperature display instrument intelligent input temperature signal,that can be widely used in the field of transformer temperature display instrument calibration and fault detection.

precision resistance;temperature;fault detection

1004-289X(2017)03-0059-03

TM41

B

2016-11-13

黃遠(yuǎn)飛(1987)，男，貴州遵義人，工程師，本科，從事繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)工作。